Xác định kiểu gen của virus viêm gan B ở một số bệnh nhân nhiễm virus tại Thái Nguyên bằng phương pháp PCR lồng (Nested PCR) (LV thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
––––––––––––––––––––

LÊ THỊ THU HÀ

XÁC ĐỊNH KIỂU GEN CỦA VIRUS VIÊM GAN B
Ở MỘT SỐ BỆNH NHÂN NHIỄM VIRUS
TẠI THÁI NGUYÊN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PCR LỒNG
(NESTED - PCR)

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC ỨNG DỤNG

THÁI NGUYÊN - 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
––––––––––––––––––––

LÊ THỊ THU HÀ

XÁC ĐỊNH KIỂU GEN CỦA VIRUS VIÊM GAN B
Ở MỘT SỐ BỆNH NHÂN NHIỄM VIRUS
TẠI THÁI NGUYÊN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PCR LỒNG
(NESTED - PCR)
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Mã số: 60 42 02 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC ỨNG DỤNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Đắc Trung

THÁI NGUYÊN - 2017


i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là
trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào. Mọi kết quả
thu được nguyên bản, không chỉnh sửa, sao hoặc chép từ các nghiên cứu khác.
Mọi trích dẫn trong luận văn đều ghi rõ nguồn gốc.
Tác giả

Lê Thị Thu Hà


ii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Đắc Trung và TS.
Nguyễn Phú Hùng đã định hướng khoa học, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và
tạo mọi điều kiện tốt nhất trong suốt quá trình tôi tiến hành nghiên cứu và
hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô Bộ môn Vi sinh, trường Đại
học Y Dược - Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện cho tôi trong quá
trình tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu tại phòng thí nghiệm.
Tôi xin tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô và cán bộ Khoa Công nghệ sinh
học, trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên đã tận tình dạy dỗ, chỉ
bảo và truyền cho tôi niềm đam mê nghiên cứu khoa học.

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã
nhiệt tình động viên cho tôi thêm động lực hoàn thành tốt quá trình học tập và
nghiên cứu khoa học.
Thái Nguyên, tháng 4 năm 2017
Tác giả

Lê Thị Thu Hà


iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT................................................................................ v
DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................. viii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề...................................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu...................................................................................... 2
3. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 2
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 3
1.1. Đại cương về bệnh viêm gan B và virus viêm gan B ................................ 3
1.1.1. Lịch sử phát hiện bệnh viêm gan B......................................................... 3
1.1.2. Tình hình bệnh viêm gan B trên thế giới và Việt Nam........................... 3
1.1.3. Virus HBV (Hepatitis B virus)................................................................ 5
1.2. Các kiểu gen của HBV và tình hình nghiên cứu về kiểu gen của HBV
trong và ngoài nước......................................................................................... 13
Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 17
2.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 17

2.1.1. Mẫu bệnh phẩm nghiên cứu .................................................................. 17
2.1.2. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất ................................................................ 17
2.2. Địa điểm nghiên cứu ................................................................................ 19
2.3. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 20
2.3.1. Phương pháp thu nhận và xử lý mẫu bệnh phẩm .................................. 20
2.3.2. Phương pháp tách chiết HBV DNA ...................................................... 21
2.3.3. Định lượng DNA HBV bằng kỹ thuật real-time PCR .......................... 21


iv
2.3.4. Xác định kiểu gen HBV bằng kỹ thuật PCR lồng (Nested - PCR)....... 22
2.3.5. Điện di trên gel agarose và đọc kết quả điện di .................................... 27
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 28
3.1. Kết quả tách chiết HBV-DNA tổng số..................................................... 28
3.2. Kết quả xác định kiểu gen (genotype) của virus viêm gan B bằng kỹ
thuật PCR lồng (Nested – PCR) ...................................................................... 34
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 39


v
NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT
AFLP

Amplified Fragment Length Polymorphism

ATP

Adenosin triphosphat

Bp

Base pair

CS

Cộng sự

CTAB

Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide

ddNTP

Dideoxy Nucleotide Triphosphate

DNA

Deoxyribonucleic acid

dNTP

Deoxy Nucleotide Triphosphate

EDTA

Ethylene Diamin Tretraaxetic Acid

HBV

Hepatitis B virus

HBcAg

Hepatitis B Core Antigen

HBeAg

Hepatitis B Early Antigen

HBsAg

Hepatitis B Surface Antigen

HCC

Hepatocellular carcinoma

IgM

Immuno Globulin M

Kb

Kilobase

KDa

Kilodalton

LiPA

Line probe assay

LMA

Kết hợp kháng thể

LTC

Lympho T cytotoxic

MHR

Major Hydrophilic Region

ORF

Open - reading frame

PCR

Polymerase Chain Reaction

RAPD

Random Amplified Polymorphism DNA

RFLP

Restriction Fragment Length Polymorphism

RNA

Ribonucleic Acid

SDS

Sodium Doecyl Sulphat


vi
SGOT

Serum Glutamo-oxalo transaminase

SGPT

Serum Glutamo-pyruvic transaminase

SSR

Simple Sequence Repeats

TAE

Tris - Acetate - EDTA

TE

Tris - EDTA

Tris

Trioxymetylaminometan

WHO

World Health Organization


vii
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Sự phân bố kiểu gen HBV của một số tác giả trong nước và các
nước trong khu vực ......................................................................... 13
Bảng 2.1. Các dung dịch và đệm sử dụng trong thí nghiệm ........................... 17
Bảng 2.2. Các thiết bị được sử dụng trong thí nghiệm ................................... 18
Bảng 2.3. Cặp mồi khuếch đại vùng gen S của HBV ..................................... 23
Bảng 2.4. Thành phần phản ứng PCR vòng ngoài .......................................... 24
Bảng 2.5. Chu trình nhiệt của phản ứng PCR vòng ngoài .............................. 24
Bảng 2.6. Mồi sử dụng cho phản ứng PCR vòng trong (nhóm 1) .................. 25
Bảng 2.7. Thành phần phản ứng PCR vòng trong nhóm I .............................. 25
Bảng 2.8. Chu trình nhiệt cho phản ứng PCR vòng trong (nhóm I) ............... 25
Bảng 2.9. Mồi sử dụng cho phản ứng PCR vòng trong (nhóm II) ................. 26
Bảng 2.10. Thành phần phản ứng PCR vòng trong (nhóm II)........................ 26
Bảng 2.11. Chu trình nhiệt của phản ứng PCR vòng trong (nhóm II) ............ 26
Bảng 3.1. Tỷ lệ kiểu gen của HBV trên một số bệnh nhân viêm gan B tại
tỉnh Thái Nguyên ............................................................................ 36

viii
DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Sự phân bố HBV trên thế giới .......................................................... 4
Hình 1.2: Hạt virus hoàn chỉnh ......................................................................... 6
Hình 1.3: Hình ảnh hiển vi điện tử HBV .......................................................... 6
Hình 1.4: Cấu trúc bộ gen HBV tương ứng với các mRNA (A) và với các
protein (B) ........................................................................................ 7
Hình 1.5: Gen S và P gối nhau trong cấu trúc genome của HBV .................... 8
Hình 1.6: Tiểu thể nhỏ hình cầu (A) và hình ống (B) của HBV ...................... 9
Hình 1.7: Chu trình nhân lên của HBV trong tế bào gan ............................... 11
Hình 2.1: Sơ đồ các bước được thực hiện trong quá trình nghiên cứu ........... 20
Hình 2.2: Sơ đồ xác định kiểu gen của HBV bằng phản ứng nested-PCR
sử dụng các cặp mồi đặc hiệu (nt, nucleotide) ............................... 22
Hình 3.1: Kết quả xét nghiệm tải lượng HBV (HBV-DNA dương tính)
của một bệnh nhân nhiễm HBV bằng kỹ thuật Real-time PCR ..... 29
Hình 3.2: Kết quả thông số của các phản ứng Realtime-PCR đã thực hiện ... 30
Hình 3.3: Tín hiệu huỳnh quang mầu FAM và mầu JOE của chứng dương
và chứng âm .................................................................................... 31
Hình 3.4: Tín hiệu huỳnh quang mầu FAM và mầu JOE của một mẫu xét
nghiệm dương tính .......................................................................... 32
Hình 3.5: Kết quả xét nghiệm tải lượng HBV (HBV-DNA dương tính)
của bệnh nhân Trần Văn H. nhiễm HBV bằng kỹ thuật Realtime PCR ......................................................................................... 33
Hình 3.6: Kết quả xét nghiệm tải lượng HBV (HBV-DNA dương tính)
của bệnh nhân Tô Văn Kh. nhiễm HBV bằng kỹ thuật Realtime PCR ......................................................................................... 33
Hình 3.7: Sản phẩm PCR vòng 2 với nhóm I (kiểu gen A, B, C) trên bản
gel điện di ........................................................................................ 35

1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Hiện nay, tình trạng nhiễm virus viêm gan B (Hepatitis B virus - HBV)
là vấn đề đang được quan tâm trên thế giới nói chung và Việt nam nói riêng.
Virus viêm gan B là nguyên nhân chủ yếu gây xơ gan, ung thư gan [7], [8].
Theo thống kê của Tổ chức Y tế thế giới (World Health Organization WHO), có khoảng hơn 2 tỷ người bị nhiễm virus viêm gan B; trong đó có 350
triệu người mang virus viêm gan B mạn tính. Những người mang virus viêm
gan B mạn tính là nguồn lây nhiễm quan trọng trong cộng đồng và có nguy cơ
cao mắc các bệnh về gan nguy hiểm liên quan đến nhiễm vi rút viêm gan B
như bệnh viêm gan hoại tử (necroinflammatory) cấp hoặc mạn, xơ gan và đặc
biệt là ung thư biểu mô tế bào gan (hepatocellular carcinoma: HCC), làm cho
khoảng 5 trăm đến 2 triệu bệnh nhân tử vong mỗi năm [46], [47]. Tại Việt
Nam có khoảng 15% - 20% người nhiễm HBV, trong đó có khoảng 80- 92%
bệnh nhân xơ gan và ung thư gan nguyên phát có nhiễm HBV [4].
Kiểu gen của HBV được phát hiện lần đầu tiên năm 1988 bởi Okamoto
và cs dựa vào sự khác biệt trên 8% trình tự nucleotide trên toàn bộ bộ gen của
HBV [37]. Ở các vùng địa lý khác nhau có sự phân bố khác nhau về kiểu gen
của HBV [12], [13].
Để xác định genotype HBV có thể sử dụng các kỹ thuật sinh học phân tử
khác nhau như phân tích đa hình của các đoạn giới hạn (restriction fragment
length polymorphism - RFLP) [6], phương pháp PCR đa mồi (multiplex PCR) [9,28,30], phương pháp realtime - PCR [49], phương pháp
oligonucleotide microarray [41]... Sự hiểu biết về sự phân bố giữa các kiểu
gen của virus HBV có vai trò rất quan trọng trong công việc điều trị và theo
dõi diễn tiến của bệnh, phòng ngừa được các biến chứng của bệnh. Đặc biệt
điều này cũng rất có ý nghĩa trong công tác quản lý và giám sát về mặt dịch tễ
học phục vụ cho công tác phòng chống bệnh viêm gan siêu vi B. Xuất phát từ


2

thực tế trên chúng tôi tiến hành đề tài: “Xác định kiểu gen của virus viêm
gan B ở một số bệnh nhân nhiễm virus tại Thái Nguyên bằng phương pháp
PCR lồng (Nested - PCR)”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xác định kiểu gen của virus viêm gan B ở một số bệnh nhân nhiễm virus
viêm gan B tại Thái Nguyên.
3. Nội dung nghiên cứu
3.1. Tách chiết HBV DNA tổng số từ mẫu huyết thanh của các bệnh nhân
nhiễm HBV (có kết quả xét nghiệm HBsAg dương tính). Xác định hàm
lượng HBV DNA trong mẫu bằng kỹ thuật Real-time PCR
3.2. Xác định kiểu gen của virus viêm gan B bằng kỹ thuật PCR lồng
(Nested - PCR)


3
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Đại cương về bệnh viêm gan B và virus viêm gan B
1.1.1. Lịch sử phát hiện bệnh viêm gan B
Năm 1964 Baruch Blumberg đã mô tả một loại kháng nguyên (KN)
đặc trưng ở thổ dân châu Đại Dương gọi là “KN Australia”. Đến năm 1968,
phát hiện thấy trong máu bệnh nhân viêm gan B mãn tính có tiểu thể hình cầu
và hình sợi, đường kính 27nm không chứa DNA. Đó chính là KN bề mặt
HBsAg (hepatitis B surface antigen). Hai tiểu thể này không phải là HBV
(Hepatitis B virus) hoàn chỉnh vì thiếu genome. Năm 1970, người ta phát hiện
thấy trong máu bệnh nhân viêm gan B có các thể hình cầu, đường kính 42nm,
bên trong chứa ADN kép gọi là tiểu thể Dane. Nghiên cứu sau này xác định
chính tiểu thể Dane mới là HBV thực sự [13].
1.1.2. Tình hình bệnh viêm gan B trên thế giới và Việt Nam
1.1.2.1. Trên thế giới

Nhiễm virus viêm gan B là một vấn đề có tính chất toàn cầu bởi HBV
xuất hiện ngay cả ở các quần thể dân chúng sống cách biệt và những người
sống trên các hòn đảo. Tỷ lệ nhiễm virus viêm gan B và cách thức lây truyền
có sự khác biệt rõ rệt giữa các vùng khác nhau trên thế giới. Trên cơ sở điều
tra huyết thanh học các dấu ấn miễn dịch của virus viêm gan B đặc biệt là
HBsAg, Tổ chức Y tế Thế giới chia mức độ nhiễm virus viêm gan B thành 3
mức độ khác nhau: cao, trung bình, thấp [45], [46], [47].
Vùng lưu hành dịch cao
Là vùng có tỷ lệ người mang HBsAg  8% và tỷ lệ người đã nhiễm
virus viêm gan  60%. Gần 45% dân số thế giới nằm trong vùng này bao gồm
hầu hết các nước thuộc khu vực Châu Á (trừ Nhật Bản, Ấn Độ), Châu Phi,
hầu hết các nước Trung Đông, vùng lưu vực sông Amazon (Nam Mỹ), hầu
hết các đảo thuộc khu vực Thái Bình Dương, và một số dân tộc sống ở Bắc


4
cực như Eskimo, Maoris. Việt Nam là nước được xếp là vùng lưu hành dịch
cao [20].

Hình 1.1: Sự phân bố HBV trên thế giới [50]
Vùng lưu hành dịch trung bình
Là vùng có tỷ lệ người mang HBsAg từ 2-7% và tỷ lệ người đã từng
nhiễm virus viêm gan B từ 20-60%, 43% dân số thế giới nằm trong vùng này
bao gồm Ấn Độ, một phần Trung Đông, Tây Á, Nhật Bản, Nga, Đông Âu,
hầu hết các nước Nam và Trung Mỹ. Phương thức lây truyền rất đa dạng, xảy
ra ở tất cả các lứa tuổi từ trẻ sơ sinh đến người lớn. Hay gặp những trường
hợp nhiễm cấp virus viêm gan B do phần lớn nhiễm trùng xảy ra ở lứa tuổi
thanh niên và người lớn [34], [45].
Vùng lưu hành thấp
Là vùng có tỷ lệ người mang HBsAg  2% và tỷ lệ người đã từng

nhiễm virus viêm gan B  20%. 12% dân số thế giới nằm trong vùng này bao
gồm các nước như Mỹ, Canada, Tây Âu, Úc, New Zealand, Bắc Mỹ, Nam
Mỹ. Phương thức lây truyền chính là lây truyền ngang ở lứa tuổi trưởng
thành, chủ yếu xảy ra ở các nhóm người có nguy cơ cao như tiêm chích ma


5
tuý, đồng tính luyến ái, nhân viên y tế, người được truyền máu hoặc lây
nhiễm trong gia đình người nhiễm virus viêm gan B [16], [46].
1.1.2.2. Tại Việt Nam
Việt Nam là quốc gia nằm trong vùng lưu hành viêm gan B cao. Tỷ lệ
mang HBV trong cộng đồng dân cư là 15% - 25%. Hàng năm, có khoảng
20.000 người mắc viêm gan và tỷ lệ tử vong từ 0,7% - 0,8% [6].
Giai đoạn từ năm 1988 đến năm 1996, ở Việt Nam đã có hàng chục
nghiên cứu về tỉ lệ mang HBsAg ở người bình thường. Mặc dù vậy nhưng các
nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở một vài nhóm đối tượng tại địa phương cụ
thể, phân bố tại nhiều vùng trên cả nước. Theo nghiên cứu của Hoàng Thủy
Nguyên, Phạm Song, giai đoạn 1990-1997, tỉ lệ nhiễm HBV trong cộng đồng
người Việt Nam: Cộng đồng người khỏe mạnh là 15% mang HBsAg và người
bệnh có HBV là 45% (IgM anti-HBc) [8]. Nhìn chung, các nghiên cứu đều
cho kết quả tỉ lệ nhiễm HBsAg của các đối tượng nghiên cứu ở mức 2 con số.
Theo nghiên cứu về tình hình viêm gan virus B ở Việt Nam (Chương
trình Quốc gia - Mã số KY 01 - 09), tại Hà Nội, tỉ lệ mang HBV trong cộng
đồng dân cư là 11,35 %. Tỉ lệ nhiễm HBV tại thành phố Hồ Chí Minh là
19,7% [6].
1.1.3. Virus HBV (Hepatitis B virus)
1.1.3.1. Hình thái HBV
HBV thuộc loại siêu vi trùng (virus):
Nhóm VII (dsDNA-RT)
Họ (familia): Hepadnaviridae.

Chi (genus): Orthohepadnavirus.
Loài (species): viêm gan B.
Các nghiên cứu hiển vi điện tử đã xác định hình thái của HBV. Về cấu
tạo, hạt virus HBV hoàn chỉnh (Virion) có hình cầu nhỏ, đường kính 22-45


6
nm, gồm 3 lớp: lớp bao ngoài dày khoảng 7 nm, lớp vỏ Capsit hình hộp, có
đường kính khoảng 27 - 28 nm và lõi chứa bộ gen của virus.
Trong huyết thanh bệnh nhân ở giai đoạn hoạt động nhân đôi virus,
dưới kính hiển vi điện tử người ta thấy có 3 tiểu thể khác nhau của virus: Tiểu
thể hình cầu nhỏ có đường kính 22 nm; Tiểu thể hình ống (hình que) có
đường kính 20-22 nm, dài 40-400 nm; Tiểu thể hình cầu lớn có đường kính
42-45 nm còn gọi là tiểu thể Dane, đây chính là virus hoàn chỉnh [17].

Hình 1.2: Hạt virus hoàn chỉnh

Hình 1.3: Hình ảnh hiển vi điện tử

(tiểu thể Dane) của HBV [17]

HBV [17]

1.1.3.2. Cấu trúc HBV
Cấu tạo của virus HBV cũng giống đại đa số các virus khác. Chúng có
lớp vỏ ngoài bằng protein, có chứa trên bề mặt nhiều kháng nguyên HBs, và
cấu trúc DNA bên trong. HBV là chủng virus duy nhất có cấu trúc DNA có
khả năng lây truyền qua đường máu. Quá trình sao chép DNA là quá trình
phiên mã ngược nhờ một RNA trung gian. Protein kháng nguyên được lắp ráp
một cách đồng dạng DNA từng phần, trình tự protein tương đồng và phản ứng

chéo về huyết thanh học [25], [26].
Bộ gen của HBV là một phân tử DNA mạch kép, dạng vòng không
hoàn chỉnh, kích thước khoảng 3,2Kb, được cấu tạo bởi hai chuỗi đơn ngược
dấu và có chiều dài không bằng nhau. Chuỗi dài (chuỗi âm) nằm ngoài tạo


7
nên một vòng tròn liên tục có chiều dài cố định là 3,2Kb mang toàn bộ thông
tin di truyền của HBV. Chuỗi ngắn (chuỗi dương) nằm trong có kích thước
thay đổi chỉ chiếm khoảng 50-80% chuỗi dài.

Hình 1.4: Cấu trúc bộ gen HBV tương ứng với các mRNA (A)
và với các protein (B) [37]
Hệ gen của HBV có bốn khung đọc mở (open-reading frame) ORF gối
lên nhau hoàn toàn hoặc không hoàn toàn nhằm giảm thiểu chiều dài của bộ
gen, bao gồm: gen lõi C, gen bề mặt S, gen X, gen polymerase P. Các gen này
mã hóa cho toàn bộ các protein của virus [44]. Sự bắt cặp bổ sung của các
nucleotide trên vùng gối của hai sợi (âm và dương) được giới hạn bởi hai
trình tự lặp trực tiếp DR1 và DR2 cho phép quá trình khép vòng của hệ gen
xảy ra khi protein P (polymerase) liên kết đồng hóa trị với đầu 5’ của sợi âm
(hình 1.4) [37].
Gen S là gen mã hóa cho các cấu trúc vỏ và bề mặtcủa HBV gồm 3
vùng: pre S1 (108 axít amin) và pre S2 (55 axít amin); hai vùng này mã hóa
cho kháng nguyên bề mặt HBsAg, vùng S (226 axít amin) mã hóa các kiểu
gen bề mặt HBsAg, vùng S (226 axít amin) mã hóa các kiểu gen.


8

Hình 1.5: Gen S và P gối nhau trong cấu trúc genome của HBV [37]

Gen C mã hóa cho các cấu trúc lõi bao gồm hai vùng: pre C (29 axít
amin) mã hóa cho HBeAg và vùng C (183 axít amin) mã hóa cho HBcAg.
Gen P (832 axít amin) là gen dài nhất mã hóa cho DNA polymerase và cùng
với RNA trung gian tham gia vào quá trình sao chép ngược của virus.
Gen X gồm 154 axít amin mã hóa cho hai protein của HBV mà chức
năng của chúng là tham gia vào các giai đoạn phiên mã và sao chép trong quá
trình nhân đôi của HBV, cũng như đóng một vai trò chủ yếu trong sự phát
triển thành ung thư gan trên bệnh nhân.
Sự thay đổi trình tự của các nucleotide trên gen S dẫn đến sự thay đổi
trong quá trình dịch mã và sao chép trong gen của HBV, dẫn đến có các sự
khác biệt về cấu trúc tại vùng vỏ và bề mặt của HBV là nguyên nhân tạo
thành 6 kiểu gen khác nhau của virus này [37].


9
1.1.3.3. Thành phần cấu trúc kháng nguyên
HBV có ba loại kháng nguyên chính: kháng nguyên bề mặt là HBsAg,
kháng nguyên lõi là HBcAg và HbeAg [15], [43].
HBsAg (Hepatitis B surface antigen) được tìm thấy ở huyết thanh và
trong tế bào gan của người bị nhiễm HBV dưới dạng hoàn chỉnh hay không
hoàn chỉnh. Kháng nguyên bề mặt này có hai dạng hình cầu và hình ống.
Thành phần cấu tạo của hai dạng này gồm protein, lipid, carbonhydrat, nhưng
không có acid nucleic nên được xem là dạng không hoàn chỉnh của HBV.
HBsAg là chỉ điểm huyết thanh học thường được dùng để xác định nhiễm
HBV [15], [43].

Hình 1.6: Tiểu thể nhỏ hình cầu (A) và hình ống (B) của HBV [15]
HBsAg xuất hiện rất sớm trước khi có triệu chứng lâm sàng, tăng cao
dần và biến mất sau 4-8 tuần kể từ khi có triệu chứng. Nếu sau 6 tháng mà
vẫn còn HBsAg thì có nguy cơ chuyển thành người mang HBsAg mạn

tính [15].
Sự hiện diện của HBsAg trong huyết thanh chứng tỏ có DNA của virus
HBV trong tế bào gan. Định lượng HBsAg có giá trị tiên lượng, nếu trong
giai đoạn bình phục hàm lượng HBsAg không nhỏ hơn ¼ so với trị số ban đầu
thì có nguy cơ trở thành người mang virus mạn tính [12].
HBcAg (Hepatitis B core antigen) tìm thấy trong tế bào gan của người
nhiễm HBV. Trong huyết thanh, HBcAg hiện diện như một thành phần của
virus hoàn chỉnh chứ không ở dạng tự do [43].


10
1.1.3.4. Cơ chế nhân lên của HBV
Quá trình sao chép của HBV có thể được chia làm nhiều bước: 1. Gắn
kết virus vào tế bào ký chủ; 2. Xâm nhập của virus vào tế bào (sự nhập bào);
3. Phóng thích bộ gen virus; 4. Biểu hiện các sản phẩm gen virus; 5. Sao chép
bộ gen virus; 6. Lắp ráp các hạt virion (virus hoàn chỉnh); 7. Phóng thích
virus [2].
Sự gắn kết HBV vào tế bào chủ là một trong các bước then chốt, xác định
tính hướng cơ quan của virus nhờ vào các điểm gắn virus và các thụ thể tương
ứng trên bề mặt tế bào. Hạt HBV hoàn chỉnh lưu thông trong máu tìm cách gắn
kết vào tế bào chủ. Nhiều bằng chứng cho thấy, một vùng protein bề mặt lớn
(vùng PreS1) là nơi gắn kết thụ thể. Sự gắn kết cũng có thể qua trung gian
albumin huyết thanh người đã biến đổi. Vì thế, HBV có thể dùng protein huyết
thanh đã biến đổi như một phương tiện chuyên chở để vào tế bào gan [2].
Cơ chế HBV đi vào tế bào chủ chưa được hiểu biết rõ ràng: hoặc vỏ
ngoài HBV có protein dung hợp, protein dung hợp này chèn một chuỗi mã kị
nước vào hai lớp lipid của tế bào đích và gây dung hợp màng virus với màng
tế bào, qua đó phóng thích nucleocapsit virus vào bào tương; hoặc virus nhập
nội bào qua trung gian thụ thể [2].
Các nghiên cứu gần đây cho thấy, đường kính tối đa các lỗ nhân là

25nm quá nhỏ so với kích cỡ của các hạt lõi là 36nm. Tuy nhiên, hạt lõi có
thể vận chuyển bộ gen virus đến phức hợp lỗ nhân nếu nó bị phosphoryl hóa.
Vì kích cỡ của hạt lõi lớn nên sự phóng thích bộ gen sau đó phải xảy ra khi bộ
gen của virus vào nhân, có thể qua trung gian của polymerase virus nối đồng
hóa trị [3].


11

Hình 1.7: Chu trình nhân lên của HBV trong tế bào gan [23]
Sự biểu hiện các gen của virus thông qua ít nhất hai bản phiên mã
không qua xử lí ghép nối. Không có protein nào được mã hóa bởi mạch
dương. Sau khi cởi bỏ vỏ capsid, HBV DNA kép với 2 sợi không bằng nhau
được chui vào nhân và chuyển thành dạng cccDNA. Dạng này được dùng làm
khuôn để tổng hợp 4 loại RNA với các kích thước khác nhau 3,5; 2,4; 2,1; và
0,7Kb. Trong đó, mRNA 3,5Kb gọi là RNA tiền genome, dùng làm khuôn để
tổng hợp bộ gen. Các mRNA còn lại được gọi là dưới genome, dùng để tổng
hợp các protein khác nhau trong đó có DNA polymerase (P), protein lõi C và
preC, polypeptide X, protein bề mặt S và protienkinase. Các mRNA này được
gắn đuôi và di chuyển ra tế bào chất [13].


12
Polypeptide tiền lõi được vận chuyển đến mạng lưới nội chất, từ đó
chúng được tiết ra ngoài dưới dạng kháng nguyên tiền lõi (HBeAg). RNA tiền
genom được đóng gói cùng với HBV DNA polymerase và proteinkinase để
tạo thành hạt lõi. Trong quá trình nhân lên, virus luôn tổng hợp thừa protein
vỏ nên trong huyết thanh người bị nhiễm HBV, ngoài hạt virus hoàn chỉnh
(hạt Dane) còn xuất hiện các dạng không hoàn chỉnh hình cầu, hình que hoặc
hình sợi [23].

Sau khi hạt lõi được lắp ráp xong, RNA tiền genom được dùng làm
khuôn để tổng hợp chuỗi DNA theo cơ chế sao chép ngược. Vùng primase
của polymerase dùng như một đoạn mồi đối với men phiên mã ngược. Bởi
thế, mạch DNA (-) lớn lên (ở dưới bên trái) được gắn kết vào đầu tận 5’ của
primase. Sự phiên mã ngược tiến hành cho đến đầu tận 5’ của khuôn mẫu
RNA được tiếp cận. Bởi thế một phần dư ngắn được sinh ra ở mạch (-). Hoạt
tính RNase H kết hợp với men phiên mã ngược làm thoái hóa khuôn mẫu
RNA và phân cắt một đoạn RNA có mũ chụp dài 18 base ở đầu tận 5’ của nó.
Đoạn này có sự đồng dạng 6 base đối với DR1 và DR2 lặp lại trực tiếp. Sự
tương tác yếu này cho phép chuyển đoạn và men phiên mã ngược /DNA
polymerase từ DR1 vào DR2. Ở đây, đoạn RNA có chức năng như một đoạn
mồi tổng hợp DNA mạch (+). DNA polymerase có khả năng xuyên qua tính
không liên tục trong khuôn mẫu mạch (-) vì đoạn dư ngắn tận cùng của nó.
Sau đó, cấu trúc của DNA virion được tái sản xuất. Các tế bào gan thường chỉ
tích lũy khoảng 50 bản sao HBV DNA cho mỗi tế bào [2], [13].
Sự tổng hợp HBV DNA chưa được hoàn tất trước khi virus trưởng
thành. Tại mạng lưới nội chất, các phân tử lõi trưởng thành được đóng gói
vào trong các protein bề mặt [2], [13].
Sau khi có vỏ ngoài, virus hoàn chỉnh được tiết ra thông qua bọng vận
chuyển [2], [13].


13
1.2. Các kiểu gen của HBV và tình hình nghiên cứu về kiểu gen của HBV
trong và ngoài nước
Những tiến bộ của kỹ thuật sinh học phân tử vào những năm cuối thế
kỷ 20 đã giúp khám phá ra sự đa dạng trong trình tự chuỗi của virus viêm gan
B, và từ đó một dấu ấn (marker) mới của HBV ra đời là HBV genotype. Có 6
kiểu gen của HBV đã được xác định và đặt tên từ A đến F. Tỷ lệ các kiểu gen
khác nhau tuỳ từng vùng địa lý. Ở Hoa Kỳ, mọi kiểu gen đều có mặt (35% A,

22% B, 31% C, 10% D và 2% E-F). Các dữ liệu gần đây cho thấy kiểu gen
của HBV cũng đóng vai trò quan trọng trong tiến triển của bệnh gan do HBV
[20], [21], [33], [35].
Sự khác nhau giữa các kiểu gen của HBV chính là sự khác nhau hơn
8% trong trình tự của các nucleotid trên DNA của HBV. Sự phân bố của các
kiểu gen khác nhau tùy thuộc các vùng địa lý khác nhau. Kiểu gen A thường
gặp ở các nước ở tây bắc châu Âu, phía nam Sahara, Ấn Độ và Mỹ. Kiểu gen
B và C thường gặp ở các nước Đông nam châu Á, Nhật Bản và các nước ở
Thái bình dương. Kiểu gen D thường gặp ở các nước vùng Địa trung hải.
Kiểu gen E thường thấy gặp ở một số nước tại châu Phi. Kiểu gen F thường
gặp tại một số nước ở trung và nam châu Mỹ [38].
Bảng sau mô tả sự phân bố kiểu gen HBV của một số tác giả trong
nước và các nước trong khu vực [1].
Bảng 1.1. Sự phân bố kiểu gen HBV của một số tác giả trong nước
và các nước trong khu vực [1]
Tác giả

Kiểu
gen A

Kiểu
gen B
56%

Kiểu
gen C
44%

0,8%

63,6

17,4

45%

38,7%

81%

12%

Bùi Hữu Hoàng (2002)
Đông Thị Hoài An (2003)
Yang J (2002, Trung Quốc)
Lui C. J (2002, Đài Loan0

1%

Kato H. (2002,Uzbekistan)

13%

Kiểu
gen D

Kiểu
gen F

16,7%

6%
87%


14
Mức độ nặng của bệnh cũng như sự tiến triển sang viêm gan B mạn
tính trong các nghiên cứu trên cho thấy có sự giống nhau ở kiểu gen B và C.
Theo tác giả Norio Akuta thì sự tiến triển sang xơ gan và ung thư gan trên
bệnh nhân nhiễm HBV chiếm tỷ lệ 63% đối với kiểu gen C và 16% ở kiểu
gen D và cũng theo tác giả này thì tại Tokyo trong 57 trường hợp viêm gan B
cấp thì kiểu gen A chiếm 22,8%, B là 14%, C là 43,9%, D và F chỉ chiếm
1,8%, trong đó có 15,8% không xác định được kiểu gen, còn trong 1.077
trường hợp viêm gan B mạn tính kiểu gen C chiếm một tỷ lệ cao là 87,7%.
Tiếp theo là B với 9,4% còn A là 1,9%, kiểu gen D và F chỉ chiếm 0,2%, có
0,6% không xác định được kiểu gen. Cũng theo tác giả này thì biến chứng
nặng trên các bệnh nhân viêm gan mạn thường hay gặp trên các bệnh nhân
mang HBV kiểu gen B và C, đặc biệt xơ gan và ung thư gan gặp trên các bệnh
nhân mang HBV kiểu gen C hơn kiểu gen B [36].
Một nghiên cứu khác của Xin Ding tại Trung quốc thì kiểu gen C
chiếm tỷ lệ cao nhất lên đến 80% các kiểu gen còn lại lần lượt là: kiểu gen A
(3%). Kiểu gen B (5,5%), kiểu gen D (0,5%) và kiểu gen B + C là 4,4% còn
3,3 % không xác định được kiểu gen [48].
Mối tương quan giữa kiểu gen và mức độ trầm trọng của bệnh cũng đã
được nhiều báo cáo đề cập trong những năm gần đây. Kiểu gen nhiễm được
cho là gắn mật thiết với tình trạng âm ỷ của bệnh (thông qua việc đánh giá hai
chỉ tiêu HBcAg, HBeAg); quá trình bệnh sinh của gan, sự trốn thoát khỏi hệ
thống miễn dịch, sự đáp ứng thuốc điều trị và kháng thuốc điều trị virus [31].
Một nghiên cứu khác ở Nhật bản thực hiện trên 585 bệnh nhân viêm
gan mạn cũng chỉ ra rằng những người nhiễm kiểu gen B có sự tiến triển sang
xơ gan chậm hơn kiểu gen C [42].

Một nghiên cứu khác ở Tây Ban Nha cho thấy (kiểu gen A chiếm 52%,
D 35% và F 7%) mức lưu hành của HBcAg trong huyết thanh là tương tự
giữa kiểu gen A và D. Tuy nhiên, sự lưu hành của HBeAg, khả năng duy trì


15
tính sinh hóa của gan và đáp ứng virus học thường kém hơn với bệnh nhân
nhiễm kiểu gen A. HBeAg cũng sụt giảm ở mức cao ở những bệnh nhân
nhiễm kiểu gen A này [39].
Một số nghiên cứu khác chỉ ra rằng những người bệnh nhiễm kiểu gen
F dường như chết vì những bệnh lý liên quan đến gan sớm hơn kiểu gen A và
D [40]. Kiểu gen D cũng cho thấy liên quan ñến các hình thức phát bệnh
nhanh chóng hơn trong một nghiên cứu ở Mỹ [22].
Nghiên cứu ở Thụy sĩ thì lại chứng minh rằng kiểu gen A có mức độ
chuyển từ thể cấp sang mạn nhanh chóng hơn kiểu gen D, cũng như khả năng
phục hồi sau giai đoạn cấp của những kiểu gen là khác nhau [32].
Tóm lại, vẫn còn nhiều câu hỏi về vai trò của kiểu gen HBV đã được
đặt ra và các nhà chuyên môn vẫn đang cố gắng để trả lời:
(1) Có hay không sự liên quan giữa kiểu gen HBV và khả năng tái bản
của virus, mức HBV DNA trong máu, các thể bệnh của gan, sự lưu hành của
HBeAg, sự khỏi bệnh, và đáp ứng với các thuốc điều trị chính như interferon,
lamivudine, adevofir.dipivoxil...
(2) Kiểu gen nào chủ yếu ở các nước, sự phân bố kiểu gen HBV theo
các vùng địa lý có liên quan với dịch tễ nhiễm HBV?
(3) Ảnh hưởng của kiểu gen HBV trong diễn tiến đến viêm gan B
mạn tính?
Cho đến nay, các nghiên cứu về kiểu gen HBV vẫn còn rải rác, số liệu
không được nhiều cũng như các kết quả công bố về sự tương quan giữa kiểu
gen với các yếu tố lâm sàng, cận lâm sàng chưa được thống nhất hoàn toàn
[10].

Có nhiều phương pháp đã được nghiên cứu và dùng trong việc xác định
kiểu gen HBV như giải trình tự chuỗi (sequencing), RFLP (Restriction
Fragment Length Polymorphism), LiPA (Line Probe Assay),… Phương pháp